一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路制造技术

本发明专利技术公开了一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，包括开启电路、一阶带隙、亚阈值正温电流和补偿电路四个部分；所述开启电路用于消除PTAT电流产生电路的简并偏置点，让其能够正常稳定工作；所述一阶带隙用于对输出电压进行一阶补偿，得到一个近零温的电压，并且产生一个斜率较大的正温电流；所述亚阈值正温电流电路用于产生的一路斜率小于一阶带隙电路产生的正温电流；所述补偿电路利用减法电路对两路正温电流进行处理，将一阶补偿后的电流分别在高温阶段和低温阶段进行抽取从而得到温度系数更低的输出电压。本发明专利技术通过两个斜率不同的正温电流来实现分段补偿。补偿。补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路


[0001]本专利技术属于带隙基准电路
，具体涉及一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路。

技术介绍

[0002]带隙基准作为模拟集成电路中最重要的部分之一，能广泛应用于运算放大器、数模、模数转换器以及滤波器等多种集成电路器件中，在实际项目中应用十分广泛。高性能的模拟电路必须有高质量、高稳定性的电流和电压偏置电路来支撑，它的性能会直接影响到电路的功耗、电源抑制比、开环增益、以及温度等特性。现有的分段补偿电路往往需要两个以上运放来得到独立的正温和负温电流，占用面积大且设计难度加大，故需要进一步创新，提供新的解决方案。
[0003]现有的进行分段补偿的带隙都需要两个运放钳位来得到独立的正负温电流，会带来失调电压的影响，增加功耗和面积；不使用运放的独立的负温电流存在稳定性问题，需要进行频率补偿。
[0004]如图3所示，现有的案例利用运放OP1对A，B点进行钳位，得到正温电流：
[0005][0006]I
PT
为利用运放OP1产生的正温电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，包括开启电路、一阶带隙、亚阈值正温电流和补偿电路四个部分；所述开启电路用于消除PTAT电流产生电路的简并偏置点，让其能够正常稳定工作；所述一阶带隙用于对输出电压进行一阶补偿，得到一个近零温的电压，并且产生第一路正温电流；所述亚阈值正温电流电路用于产生第二路正温电流，且所述第二路正温电流的斜率小于所述第一路正温电流的斜率；所述补偿电路利用减法电路对两路正温电流进行处理，将一阶补偿后的电流分别在高温阶段和低温阶段进行抽取从而得到温度系数更低的输出电压。2.根据权利要求1所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述开启电路包括MOS管M1至M8，其中，M1至M4的栅极连接在一起并且与M4的漏级相连；M1源极连接电源，漏级连接M2的源极，M2的漏级连接M3的源极，M3的漏级连接M4的源极，M4的漏级连接M1，M2，M3，M4，M6的栅极，M5的漏级；M5的栅极连接带隙输出电压V
ref
，源极接地；M6的源极接地，漏级连接M7的栅极和漏级；M7的源极连接电源，栅极连接M7的漏级，M6的漏级，M8的栅极；M8栅极连接M7的栅极，源极连接电源，漏级连接M19的栅极电压VBN3。3.根据权利要求2所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述开启电路在电源电压的上电过程中，M1
‑
M4和M6构成的偏置电路给M8管栅极供电，上电初，M8管导通，VBN3点电位得以抬高，使PTAT电流产生电路摆脱简并偏置点，开始正常工作，当PTAT电流产生电路输出正常，能得到一个近零温的电压Vref给M5管提供栅压，使M5开始导通，M6管栅压逐步降低直至关断，同时，M7 M8管子的栅压逐步上升至管子关断，结束上电过程。4.根据权利要求1所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述一阶带隙包括MOS管M14
‑
M21，电阻R4
‑
R6，三极管Q1和Q2构成的正温电路，其中，M14，M15，M59栅极相连，且连接到M16的漏级电压，将这点电压命名为VBP9，且这三个MOS的源极均连接电源；M16，M17，M60的栅极连接到一起且均连接到M18的漏级电压，将这点电压命名为VBP10；M14的漏级连接M16的源极，M16的漏级连接R4和M14的栅极电压VBP9；M15的漏级连接M17的源极，M17的漏极连接R5和M19的栅极电压VBN3；R4连接在VBP9和VBP10之间，R5连接在VBN3和VBN4之间；M18的漏级连接VBP10，栅极连接VBN3，源极连接M20的漏级，M20的栅极间接VBN4，源极连接R6，M19的漏级连接VBN4，栅极连接VBN3，源极连接M21的漏级，M21的栅极连接VBN4，漏级连接三极管Q2的射极，R6的另一端连接三极管Q1的射极，Q1和Q2的基极相连并接地，Q1和Q2的集电极也均接地，M59源极接电源，栅极接VBP9，漏级接M60的源，M60的栅极接VBO10，漏级接V
ref
，R3一端接V
ref
，另一端接R8，R8的另一端接三极管Q3的发射极，Q3的基极和集电极相连并接地。5.根据权利要求4所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述MOS管M14到M17为一组共源共栅电流镜，确保两支路电流相同，M18到M21为另一组共源共栅电流镜，由于两支路电流相同，因此M20和M21的VGS相同，由于两个管子栅极相连，因此源极电压也相同，取代运放虚短的功能，使M20、M21的源极电压相同，正温电流公式为：
I
PT1
为一阶带隙产生的正温电流，ΔV
BE
为两个三极管的基极集电极电压差，R6为该支路上电阻的大小；电流具有正温系数，而电阻选用了温漂系数很小的RPPLOYU电阻(可忽略温漂)，因此，电阻上的电压也具有正温度系数，而三极管的基极发射极电压具有负温度系数，将两个电压相加可以得到一个近零温漂的电压，该一阶补偿电压的公式为：V
E
＝I
PT1
(R3+R8)+V
BE3
V
E
为一阶补偿后的电压大小；I
PT1
为一阶带隙产生的正温电流；R3和R8为输出支路上的两个电阻阻值；V
BE3
为Q3三极管的基极集电极电压。6.根据权利要求1所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述亚阈值正温电流包括MOS管M22至M27和电阻R7，构成一路正温电流，其中，M22和M23的栅极相互连接到VBP7，且两管子的源极均接电源，M22管的漏级连接到VBP7和M24的源极；M23的漏级连接到M25的源极，M24和M25的栅极相互连接到VBP8，M24的漏级连接到VBP8和M26的漏级，M25的漏级连接到M27的栅极和源极，M26和M27的栅极相连，M265的源极，连接到R7上，R7的另一端接地，M27的栅极和漏级相连，源极接地。7.根据权利要求6所述的一种利用分段补偿技术减小温度漂移系数的带隙基准电路，其特征在于，所述正温电流大小为：I
PT2
为亚阈值正温电流产生的电流；ΔV
GS
为M26和M27两个mos管的栅源电压差；R7为该支路电阻的阻值；M26和M27工作在亚阈值区，工作在亚阈值区mos的栅源电压差公式如下：ΔV
GS
为工作在亚阈值区mos的栅源电压差；V
th1
和V
th2
分别为两个mos管的阈值电压；n为亚阈值斜率修正因子；为热电压，具有正温度系数；和为两个mos管的宽敞比；通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，杨翠莉，党琳，魏小可，汤华莲，郭辉，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：